Многопрофильная команда, стоящая за текущим исследованием, включает всемирно известных исследователей в области регенеративной медицины и тканевой инженерии; Паоло Маккиарини, доктор медицины, доктор философии, директор Продвинутого центра регенеративной медицины и старший научный сотрудник Каролинского института; Дорис Тейлор, доктор философии, директор по исследованиям регенеративной медицины Техасского института сердца; и Марк Холтерман, доктор медицинских наук, профессор хирургии и педиатрии Медицинского колледжа Университета Иллинойса в Пеории, работающий в сотрудничестве с исследовательской группой Кубанского государственного медицинского университета в России.
Диафрагма — это мышечный лист, который должен постоянно сокращаться и расслабляться, чтобы позволить дышать.
Он также важен при глотании и действует как барьер между грудной полостью и брюшной полостью. Пороки развития или отверстия в диафрагме обнаруживаются у 1 из 2500 детей и могут вызывать тяжелые, часто смертельные, симптомы.
В настоящее время хирургическое лечение таких крупных дефектов включает использование искусственного пластыря, который не будет расти вместе с младенцем и не будет обеспечивать каких-либо сокращений для облегчения дыхания.
Новая технология, представленная в «Биоматериалах», может вместо этого позволить выращивать такие заменители специально для младенцев из их собственных клеток, которые будут обеспечивать все функции ткани диафрагмы и будут расти вместе с ними.
Успех этого исследования также дает надежду на возможность регенерации сердечной ткани, которая испытывает такое же давление, поскольку сокращается и расслабляется с каждым ударом.
"До сих пор попытки вырастить и пересадить такие новые ткани были предприняты в относительно простых органах мочевого пузыря, дыхательного горла и пищевода. Диафрагма с ее потребностью в постоянном сокращении и расслаблении мышц предъявляет сложные требования к любому трехмерному каркасу; до сих пор никто не знал, возможно ли это спроектировать », — сказал д-р. Дорис Тейлор.
Доктор. Паоло Маккиарини добавляет: «Эта биоинженерная мышечная ткань — действительно захватывающий шаг на нашем пути к регенерации целых и сложных органов.
Вы можете видеть, как мышцы сокращаются и выполняют свою работу так же, как и любая естественная ткань — не может быть никаких аргументов в пользу того, что эти замены действительно регенерируются, и возможности, которые это открывает в будущем, огромны."
Область тканевой инженерии включает в себя «выращивание» новых тканей или органов из стволовых клеток на трехмерных «каркасах», которые придают как структурную поддержку, так и форму новой ткани и направляют дифференцировку и пролиферацию стволовых клеток.
Сконструированные новые ткани могут не только помочь пациентам избежать необходимости донорства органов, но и избавить реципиента от необходимости принимать иммунодепрессанты.
В текущем исследовании исследователи взяли ткань диафрагмы у крыс-доноров и удалили из нее все живые клетки, используя серию химических обработок. Этот процесс удаляет все, что может вызвать иммунный ответ у животных-реципиентов, сохраняя при этом всю соединительную ткань — или внеклеточный матрикс, — который придает тканям их структуру и механические свойства. При испытании in vitro эти диафрагменные каркасы на первый взгляд утратили свою важную резиноподобную способность непрерывно растягиваться и сжиматься в течение длительных периодов времени.
Однако после посева аллоэгенных стволовых клеток костного мозга и последующей трансплантации животным каркасы диафрагмы начали функционировать так же, как и неповрежденные органы.
Теперь этот метод должен быть испытан на более крупных животных, прежде чем его можно будет опробовать на людях, но есть надежда, что тканевое восстановление врожденных пороков диафрагмы будет не менее эффективным, чем существующие хирургические варианты, с дополнительным преимуществом роста вместе с детьми на протяжении всего периода их жизни. жизни.